CN108290429B - 确定校准图案的打印机 - Google Patents

Abstract

对打印机进行操作以确定扫描传感器的视场的属性。基于视场(例如，视场相对于图案中的独立条的尺寸的大小)来确定校准测试图案。

Description

确定校准图案的打印机

背景技术

存在许多类型的打印机，并且对于打印机的增加需求已经使得打印技术能够为消费者所得到以用于家庭和商务使用。随着打印技术的流行，打印介质(例如，纸)和替换组件(例如，墨水)也越来越可用于打印机的所有者。打印介质和替换组件的源的范围也可能超出打印机制造商可能已经预定的那些。

附图说明

图1图示了实施适配性打印头笔定位的示例打印机。

图2A图示了操作打印机以从扫描传感器的输出中选择校准图案的示例方法。

图2B图示了操作打印机以执行校准操作的示例方法。

图3A图示了操作打印机以将来自扫描传感器的信号图案输出与关于打印区域的深度变化的表示性信号图案相关联的示例方法。

图3B图示了操作打印机以针对打印区域差异使用表示性信号图案来调整打印头的间隔设置的示例方法。

具体实施方式

示例包括可操作以生成校准图案的打印机，该校准图案(有时被称为测试图案)专用于特定打印机的操作中固有的差异。

在一些示例中，打印机生成基于扫描传感器的视场的尺寸属性的校准图案。确定的校准图案能够由于例如独立的图案元素的尺寸特性、图案元素之间的间距、校准图案的总尺寸，和光学密度(例如，校准图案的元素紧密堆积的程度)而变化。

术语“校准图案”或“校准测试图案”和其变体包括通过例如间距(例如，通过白色或背景分开的黑暗元素)而可视地(或光学地)互相分开的分立的元素的布置或图案。许多示例把校准图案的元素叙述为“条”，尽管示例扩展到诸如线、圆形元素等等的替换形状。校准图案的示例是自动笔对准(“APA”)图案。

更进一步，在一些示例中，校准测试图案能够用于确定打印机的打印区域轮廓。打印区域轮廓能够反映存在的制造或操作差异，诸如打印介质(例如，起皱的介质)上的深度变化、堆积容差、打印介质的翘曲、托架的倾斜或未对齐、压印变化、以及其他差异。

在其他变体中，对打印机进行操作以确定扫描传感器的视场的属性。基于视场(例如，视场相对于图案中的独立条的尺寸的大小)来确定校准测试图案。校准测试图案的条带用于确定打印机的打印头的校准设置。

尽管常规的打印机利用测试图案以用于校准打印头，但此类常规方法使用静态测试图案，该静态测试图案不能考虑由制造差异(例如，由制造引起的容差)或操作差异(例如，打印介质变化)引起的差异。除技术效果和优点之外，示例使得打印机能够动态地生成考虑此类差异的校准图案，使得打印机能够针对设备特定的容差或由打印介质引起的差异而被校准。此外，能够生成测试图案，而不需要把附加的硬件合并到打印机的现有设计中。

另外，在一些示例中，打印机能够被提供实现这样一种追溯的能力的逻辑：动态地生成测试图案以用于对打印机的打印头进行校准的目的。

在一些示例中，打印机使用信号图案输出来检测(例如，由介质翘曲引起的)打印区域中的深度变化，该信号图案输出根据扫描所选择的校准图案而生成。

打印机可以扫描所选择的校准图案的条带以生成信号图案输出。打印机使用信号图案输出来至少校准打印头，以沿着至少介质的平面的轴在介质上进行墨水放置。至少部分地基于信号图案输出来确定深度变化，该深度变化影响在至少打印区域中墨水在介质上的放置，其中深度变化涉及介质的平面。调整打印机的设置来补偿深度变化。

另外，在一些示例中，确定打印机的扫描传感器的视场。基于扫描传感器的视场来从可用于打印机的多个校准图案中选择校准图案。打印机至少打印根据其确定信号图案输出的所选择的校准图案的条带。

示例辨识出打印机能够对齐墨水材料在打印介质上的散布的精确度被许多内部和外部因素的影响，这些因素可能限制打印机如预期地精确发挥作用的能力。例如，由制造引起的差异和打印区域容差能够影响扫描传感器的定位，使得扫描传感器的视场在设备上不是均匀的。另外，组件在打印机内的对准和互连能够随着时间和使用而偏离，进一步加重现存的差异并且削弱输出的质量。这可能不利地影响通过诸如APA校准图案之类的校准图案的使用而执行的校准处理。

更进一步，在例如由于使介质行进通过打印机时的静态表面变化(例如，起皱的介质)和形状变形的情况下，介质能够在类型和质量方面变化。此类变化和变形是可能造成墨水在打印介质上的误放的深度变化的示例。即使在墨水误放的程度相对小时，墨水误放的存在可能仍然影响打印作业的外观质量。

与常规的打印机形成对比，提供示例打印机以动态地确定使得打印机能够适应(例如，关于扫描传感器的定位或操作的)机械差异和操作差异(例如，打印介质的翘曲)的校准图案。因此，一些示例包括与常规的打印机相比较更可靠的打印机，尤其就能够精确地沉积墨水材料并且创建高质量打印而言。而且，在维持墨水散布的精度方面，所描述的示例为打印机提供耐久且健壮的处理不同的类型的介质的能力。

更进一步，在一些示例中，打印机包括存储一组指令的存储器和处理器。处理器能够执行指令以实施所描述的示例。

在一些示例中，对打印机进行操作以确定打印介质的打印区域中的传感器视场值。根据校准图案条宽度的数据库，选择匹配视场值的校准图案条尺寸。在打印区域内打印具有校准图案条宽度的校准图案条的条带。能够扫描校准图案条的条带以确定指示打印机的差异(例如，机械差异)的输出。如果特性超出预先确定的阈值量，则打印机打印在校准图案条的条带上叠加的实线。然后能够扫描实线并且将其与输出相比较以确定所指示的差异的值。能够使该值与由机械和操作差异引起的墨水误放的估计相关联。

图1图示了操作为动态地生成校准图案的示例打印机，该校准图案用于使得能够进行关于打印头执行。在图1的示例中，打印机100包括控制器10、墨水散布子系统12、和介质处理机14。介质处理机14包括能够在控制器10的控制下进行操作，以相对墨水散布子系统12抓握和操纵打印介质以便生成打印介质的组件。控制器10可以包括处理器22、存储器24、和机电接口25。处理器22能够使用存储在存储器24中的指令和设置信息等数据来控制墨水散布子系统12和介质处理机14。在一些示例中，处理器22能够经由机电接口25来控制墨水散布子系统12和介质处理机14的操作。

墨水散布子系统12能够包括具有一个或多个打印头18的墨水资源21，以及托架122。作为示例，墨水资源21能够是基于笔的墨水资源。托架122包括使得墨水资源21能够在控制器10的控制下移动的机车。为简要起见，参考打印头18来描述图1的示例，该打印头18能够表示以同步或独立方式操作的多个打印头。墨水散布子系统12还能够包括扫描传感器107，或以另外方式被耦合到扫描传感器107。在一些实施方式中，扫描传感器107能够包括照明组件和光传感器的组合。在操作中，照度传感器照射打印介质(例如，纸)并且使用光传感器来检测来自打印介质的反射光。扫描传感器的操作的属性包括视场，该视场与光传感器可检测的打印介质上的区域相对应。因此，参考图1的示例，扫描传感器107包括根据其能够利用打印介质103来执行扫描操作的视场。

存储器24可以存储能够由处理器22执行以控制墨水散布子系统12(例如，托架122的移动、墨水的辨别，等等)和介质处理机14的指令。如下面的示例所描述的，存储器24能够存储实施校准逻辑110的指令，其能够由处理器实施以用于实施一个或多个校准操作。校准逻辑110能够包括校准图案确定逻辑143，其能够通过控制器10来实施，以动态地生成校准图案，控制器根据该校准图案获取用于定位打印头18的校准值。如关于其他示例所描述的，控制器10动态地生成能够考虑影响打印头18的操作的机械或操作差异的校准图案148。作为示例，控制器10使用动态生成的校准图案来设置或调整用于打印头18的PPS设置，反映打印头关于打印介质103的竖直间距。

介质处理机14包括操作用于将物理介质暴露于墨水散布子系统12的组件。如所图示的，介质处理机14能够从约束一叠打印介质的托盘抓握独立的打印介质103，并且然后使独立的打印介质103行进通过打印头18。在实施方式中，介质处理机14包括也能够由控制器10控制以抓握和/或使打印介质(例如，独立的纸张)行进通过打印头18的机电部分。当使打印介质行进时，控制器10能够根据预先确定的图案(例如，打印作业)来控制墨水散布子系统12的打印头18将墨水释放到打印介质103上。

参考图1的示例，介质行进的方向由X表示，并且介质的平面能够通过X和Y(进入纸中)定义。通过Z示出相对于介质的平面的深度。尽管图1的示例示出打印介质103的横向行进，但许多变化存在，替换打印介质的行进的方向(例如，垂直地)。

根据一些示例，打印机100能够被操作以补偿可能影响打印头18相对于介质(例如，纸)的对准和定位的机械和/或操作差异。在一些示例中，对打印头18和行进的介质103的间隔距离进行控制的至少一次调整能够被校准以解释打印区域轮廓。打印区域轮廓能够识别显著的操作差异，诸如所选择的打印介质的深度轮廓(例如，介质翘曲起皱的介质，等等)。打印区域轮廓也能够识别由例如打印介质的堆积容差翘曲、托架的倾斜或未对齐、压印变化和/或其他切割面引起的制造差异。

在图1的示例中，控制器10实施校准图案确定逻辑143以确定专用于打印机100的校准图案148。具体地，图案确定逻辑143可以基于扫描传感器107的视场的尺寸属性来确定校准图案148。根据一种实施方式，控制器10对扫描传感器107发信号109以(例如，经由LED光源)生成在打印介质103的表面上的给定直径的点束，以便测量从该打印介质的表面反射回的光。控制器10能够对扫描传感器107发信号109，以生成指示扫描传感器107的视场的尺寸属性的视场(FOV)数据111。

在图1的示例中，使用FOV数据来生成将视场的尺寸属性与校准图案148的条146的宽度相比较的FOV表示144。根据比较，一种实施方式提供确定校准图案148的独立条146，并且将条或条的图案以给定长度进行复制以生成校准图案148。一旦被确定，校准图案148能够被存储在存储器24中以随后用于打印机100的校准操作。

在确定校准图案148时，一个示例基于打印机100的特定制造或操作差异规定将被动态地确定的校准图案148的属性。更具体地，所描述的示例规定：能够基于由制造和使用引起的打印机特定的差异以及操作差异(例如，存在于打印区域11中的差异)来动态地确定和调整校准图案。具体地，示例辨识出扫描传感器107和打印头18之间的固有对准可被加杠杆以估计存在的由例如墨水散布子系统12的安装(例如，打印头18的安装角度或高度)所带来的差异、以及关于打印区域可能存在的差异(例如，介质内的该差异、堆积容差、板和肋材的高度、打印介质的翘曲、托架的倾斜、压印下降和/或轮槽大小)。因此，例如，用于打印机100的校准图案能够反映由打印机100的制造或使用引起的各种容差的累积。

在一种实施方式中，校准图案148能够提供均匀大小的条146，条中的每一个均具有根据FOV表示144的尺寸确定的宽度。如通过图1的示例所示的，示例将校准条146选择为具有在扫描传感器107的视场范围内的最大宽度，如通过FOV表示144所表示的。在变体中，校准图案148能够具有根据FOV表示和/或FOV数据111确定的其他属性。例如，能够根据FOV数据111的替换形式或特性(例如，通过扫描传感器107的光学传感器所捕捉的反射亮度)确定独立条146的暗淡度，和/或独立条146之间的间距。同样地，独立条146之间的间距能够基于独立条的宽度以及例如校准图案148的总尺寸。更进一步，在其他变体中，能够使校准图案148的确定的属性跨校准图案的长度而变化。例如，能够使用打印介质的边缘作为参考在打印区域11的不同的位置获取FOV表示144。FOV表示144中的每一个能够用于确定校准图案148的独立条的宽度。例如，每个条可以被选择为具有作为在FOV表示144范围内的最大尺寸的宽度。当在打印区域11的长度上确定多个FOV表示144时，可以使对应的独立条146的尺寸(例如，宽度)随校准图案148的长度而变化。

在其他变体中，多个校准图案148被存储在存储器24中。控制器10能够选择被认为具有最优属性(例如，条宽度、光学密度、总长等等)的校准图案148以补偿可能影响相邻的打印头18的差异。控制器10然后能够引导墨水散布子系统12将所选择的校准图案148散布在行进的介质103上。控制器10能够对扫描传感器107发信号109，以扫描所选择的校准图案148以生成校准扫描数据115。

根据一些示例，控制器10能够根据校准扫描数据115确定间隔设置121(或对设置的缺省值的调整)，以控制打印头18和打印介质103的间隔距离19。在图1的示例中，间隔设置121被示出用作墨水散布子系统12的托架122的控制输入。在变体中，也能够通过间隔设置121来控制其他组件的定位。介质处理机14还可以包括：能够被设置控制以相对于打印头18抓握、操纵打印介质103，并且使打印介质103行进到一位置的组件。更进一步，能够通过间隔设置121单独地或与用于托架和/或介质处理机14的对应的设置组合地控制打印头18。以这种方式，控制器10能够实施校准逻辑110来确定和调整间隔设置(或者替换地多个间隔设置)以便控制打印头18和介质103的相对间隔距离19。另外，打印机100能够补偿各种制造和/或操作差异，否则可能影响打印机的打印质量。

进一步参考图1，控制器10能够执行校准逻辑110并且使用扫描数据115沿着Y轴，或者X和Y轴来校准打印头18。另外，控制器10能够将扫描数据115关联到作为打印区域的特性的表示性信号图案。如更详细地描述的，表示性信号图案能够用于有选择地调整间隔设置121，因此影响打印介质103和打印头18之间的间隔距离19。例如，能够基于间隔设置121在1mm和2mm之间调整间隔距离19。

图2A图示了操作打印机以从扫描传感器的输出中选择校准图案的示例方法。图2B图示了操作打印机以执行校准操作的示例方法。图3A图示了用于操作打印机以将来自扫描传感器的信号图案输出与关于打印机的打印区域的深度的表示性信号图案关联的示例方法。图3B图示了操作打印机以针对打印区域使用表示性信号图案来调整打印头的间隔设置的示例方法。在描述图2A、图2B、图3A和图3B的示例时，可以对图1的元件进行参考以图示用于执行被描述的步骤或子步骤的适当的组件或特征。

在图2A中，控制器10操作扫描传感器107来确定扫描传感器的视场的尺寸属性(210)。例如，控制器10能够对扫描传感器107发信号109，以利用用作参考的打印介质103的边缘来生成视场。扫描传感器107也可以使用诸如打印介质的边缘之类的参考从打印机100的打印区域11获取另一个视场。扫描传感器107可以对控制器10发送FOV数据111的信号，能够根据该FOV数据111确定视场的尺寸属性(例如，直径)。

控制器10使用视场的尺寸属性来确定打印机100的校准图案(220)。在一种实施方式中，视场的直径用于选择校准图案的独立条的宽度，并且校准图案能够在校准图案的长度或其一部分上复制条。

例如，如利用图1所描述的，能够基于完全地包围独立条146的FOV表示144的直径(d)为校准图案而选择该条。然后能够通过复制至少一个条146来生成校准图案。测试图案的尺寸能够进一步影响图案的光学密度。更进一步，如果(能够被扫描传感器的视场所包围的)条的最大尺寸作为例如打印区域11中的差异的结果而改变，则校准图案148能够随其长度而改变。在一些变体中，能够沿着打印机100的打印区域11将扫描传感器107重定位在多个位置，以便生成根据其能够获取独立条的直径或另一个尺寸属性的不同的FOV表示144。以这种方式，能够使所生成的校准图案148随校准图案的长度而改变。同样地，能够根据FOV数据111确定的校准图案的属性包括光学密度、校准图案148的总长、以及校准图案148的独立条146之间的间距。

一旦确定校准图案，校准图案然后用于确定校准设置(230)。例如，可以根据对校准图案148的扫描以及对校准扫描数据115的获取来确定打印头18的间隔设置121。

参考图2B的示例，打印机可以使用根据执行图2A的示例而确定的校准图案以便实施校准操作。打印机100能够通过打印和扫描确定的校准图案的条带来实施校准操作(240)。能够对结果得到的扫描数据115进行处理以至少校准打印机100的打印头18，以在打印介质行进时在沿着打印介质的平面的轴通过的打印介质上进行墨水放置(250)。校准能够涉及例如确定打印机100的PPS值。

另外，如关于图3A和图3B的示例所描述的，用于校准打印介质上的打印头18的扫描数据115能够被用于确定打印区域11(相对于介质的平面)的深度变化的目的(260)。深度变化能够例如反映诸如由翘曲或起皱的打印介质所引起的操作差异。

参考图3A的示例，例如使用扫描传感器107来扫描所确定的校准图案的条带(310)。结果，获取校准扫描数据115。至少对打印机的打印头进行校准以至少沿着打印介质的平面的轴在打印介质103上进行墨水放置(320)。例如，在图1中，校准能够影响墨水在X和Y的方向上的放置。

与校准分开，能够使用扫描传感器107的信号图案输出来确定作为在介质103的平面与打印头之间的深度变化。深度变化(或差异)可以影响在至少打印区域11中的墨水在介质上的放置。如关于其他示例所描述的，能够根据表示性信号图案确定所确定的深度变化，诸如通过组合波形307所示的(参见图2A)。

图3A和图3B提供了用于操作打印机100以动态地确定使打印机100能够补偿包括最近发展出来的状况或暂时的使用或状况(例如，特定介质类型或环境因素)的操作差异的校准图案的示例。例如，如关于图1所描述的，翘曲或起皱的介质的使用能够引起打印区域的轮廓中的深度变化，并且打印机的初始的校准设置能够变得不足以适当地补偿此类差异。因此，在一些示例中，能够对于给定打印区域轮廓(例如，用于特定类型的介质的实例)确定打印机的校准设置。在此类示例中，打印机100能够在其操作寿命的不同的时间利用替换的校准图案(例如，刚生产出来的打印机的专用类型的打印介质)，以便校准打印机100以补偿打印区域中的差异或其他暂时的状况。

参考图3A，控制器10可以从打印机100的扫描传感器107接收信号图案输出301(310)。信号图案输出301可以是控制器10使扫描传感器107扫描诸如APA校准图案之类的校准图案的结果。

控制器10根据扫描传感器107的信号图案输出的峰值确定第一波形303和第二波形305(320)。因此，例如第一波形303能够表示由信号图案输出301的最大峰值所形成的波形。同样地，第二波形305能够表示由信号图案输出301的最小峰值所形成的波形。

控制器10能够通过进行组合(例如，将第一波形303和第二波形305求平均)来确定深度变化的表示性信号图案(330)。组合波形307能够与表示性信号图案相对应。

参考图3B，能够根据诸如关于图3A描述的方法来确定深度变化的表示性信号图案。然后能够作出表示性信号图案是否超出阈值的确定(340)。例如，如果组合波形307超出带，那么可以作出阈值被超出的确定。如果阈值被超出，那么能够在打印介质上生成参考线(或其他形状)(350)。能够将表示性信号图案(例如，组合波形207)与参考线相比较以确定指示打印介质上的深度变化的值(360)。确定的值能够被映射至控制例如打印头18和打印介质103之间的间隔距离的间隔设置121。能够以这种方式映射间隔设置121以关于打印头18和打印介质来补偿深度变化的存在(370)。

可以由执行存储在打印机100的非暂时性存储器中的与校准逻辑110有关的一个或多个序列的指令的打印机100的处理器来执行示例技术。可以将这样的指令从诸如存储器存贮设备之类的机器可读介质读取到存储器中。存储器中所包含的指令的序列的执行使处理器执行在本文描述的示例方法。在替换实施方式中，可以使用硬连线电路来代替体现在校准逻辑110中的软件指令，或与其结合来实施在本文描述的示例。因而，所描述的示例不局限于硬件电路和软件的任何特定组合。

尽管在本文参考附图已经详细地描述了说明性实施例，但特定实施例和细节的变化被本公开所包含。在本文描述的实施例的范围旨在通过权利要求和它们的等同物来限定。此外，可预期的是，独立地或作为实施例的一部分被描述的特定特征能够与其他独立描述的特征、或其他实施例的数个部分相结合。因此，描述组合的缺少不应当排除发明人要求保护此类组合的权利。

Claims (15)

1.一种用于操作打印机的方法，所述方法包括：

确定所述打印机的扫描传感器的视场的属性；

基于所述视场的属性来选择校准图案；

使用所选择的所述校准图案来确定所述打印机的打印区域轮廓；并且

基于所确定的所述打印区域轮廓确定所述打印机的校准设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述校准图案包括：确定所述校准图案的独立元素的尺寸特性或相邻元素之间的间距。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述尺寸特性包括：确定形成所选择的校准图案的一部分的独立条的宽度。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述尺寸特性包括：确定所述校准图案的光学密度。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述尺寸特性包括：确定所述校准图案的所述独立元素随着所述校准图案的长度的特性变化。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述视场的属性包括：确定所述视场的形状和尺寸中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

扫描所选择的校准图案的条带以生成信号图案输出；

基于所述信号图案输出来至少校准所述打印机的打印头，以在打印介质行进时沿着至少所述打印介质的平面的轴在所述打印介质上进行墨水放置；

至少部分地基于所述信号图案输出来确定所述打印机的所述打印区域轮廓。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定所述打印区域轮廓包括：确定相对于所述打印介质的平面的深度变化，所述深度变化影响在至少打印区域中墨水在所述打印介质上的放置；并且

调整所述打印头相对于所述打印介质的间隔设置以补偿所述深度变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述深度变化包括：确定所述打印介质的表面的表示性信号图案，所述表示性信号图案基于所述信号图案输出并且不同于所述信号图案输出。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过将表示所述信号图案输出的最大值的第一波形和表示所述信号图案输出的最小值的第二波形进行组合，来确定所述表示性信号图案；并且其中，确定所述深度变化包括将所述第一波形和所述第二波形的组合波形与实线相比较。

11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：打印所选择的校准图案的多个条带，并且其中，在打印所述多个条带中的第一条带之后执行所述深度变化的确定。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述视场的属性是根据打印介质的边缘确定的。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述校准图案基于将所述校准图案的独立元素的尺寸与所述扫描传感器的视场相匹配。

14.一种打印机，包括：

控制器；

包括托架和打印头的墨水接口组件；

介质处理机；

扫描传感器；

所述控制器用于：

确定所述打印机的扫描传感器的视场的属性；

基于所述视场的属性来选择校准图案；

使用所选择的所述校准图案来确定所述打印机的打印区域轮廓；并且

基于所确定的所述打印区域轮廓确定所述打印机的校准设置。

15.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，当至少由打印机的处理器执行时，所述指令使所述打印机进行以下操作：

确定所述打印机的扫描传感器的视场的属性；

基于所述视场的属性来选择校准图案；

使用所选择的所述校准图案来确定所述打印机的打印区域轮廓；并且

基于所确定的所述打印区域轮廓确定所述打印机的校准设置。

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